بسبب الحب

هل من الممكن وضع قطرة ماء مستديرة تمامًا على أسطح مستوية، حتى عندما تكون تلك الأسطح رأسية أو مقلوبة رأسًا على عقب؟ في عالم النانو هذا ممكن

هل من الممكن وضع قطرة ماء مستديرة تمامًا على أسطح مستوية، حتى عندما تكون تلك الأسطح رأسية أو مقلوبة رأسًا على عقب؟ قام فريق من العلماء في معهد وايزمان للعلوم بتصميم أسطح قادرة على حمل قطرة ماء عليها في أي حالة تقريبًا. قد يكون لهذا الاختراع عدة تطبيقات في مجالات الكيمياء والكيمياء الحيوية.

تسمى الأسطح التي تحتوي على الماء بأنها محبة للماء أو "محبة للماء". وبسبب هذه المودة تصبح قطرات الماء الملتصقة بها مسطحة، بحيث يتسع حجم منطقة التلامس بين الماء والسطح. ومن ناحية أخرى، ففي مواجهة سطح كاره للماء "كاره للماء"، تظل قطرات الماء مستديرة مثل الخرز، ولكنها تتدحرج عن السطح إذا تم وضعها على أي منحدر أو نتيجة هبوب رياح خفيفة. . استخدم البروفيسور رون نعمان، والدكتور آدم وينكلمان، وطالب البحث جلعاد جوتسمان، من قسم الفيزياء الكيميائية في معهد وايزمان للعلوم، مع الدكتور ألكسندر يوفا من قسم البنى التحتية للأبحاث الكيميائية، أساليب الهندسة النانوية لإنشاء سطح التي تحافظ على شكلها الدائري للقطرات - ولكنها تثبتها في مكانها.

يكمن سر الأسطح الجديدة في أنها محبة للماء وكارهة للماء في نفس الوقت: في الأبعاد العادية بالملليمتر أو السنتيمتر تكون كارهة للماء - يكون التجاذب بينها وبين الماء ضعيفًا جدًا. عندما تنظر إليها بأبعاد ميكرونية (جزء من المليون من المتر)، يبدو سطحها مثل علبة بيضة، مليئة بمنخفضات بحجم خلية دم حمراء، وبين نتوءات أصغر حجمًا بحجم بضعة نانومترات (نانومتر). هو مليار من المتر). لا يفهم العلماء سبب نجاح هذا الهيكل السطحي في احتجاز قطرات الماء، لكنهم يفترضون أن فقاعات الهواء الصغيرة المحبوسة في المنخفضات هي التي تحمل القطرات.

قام البروفيسور نعمان وأعضاء المجموعة البحثية التي يرأسها بتصنيع سطحهم من مادة مألوفة - السيليكون - باستخدام تقنيات المعالجة والعمليات الكيميائية المستخدمة على نطاق واسع في صناعة الرقائق الإلكترونية، وقاموا بتغليف السطح بطبقة من الجزيئات العضوية. قد يكون التقاط قطرات الماء على السطح طريقة مناسبة لدراستها، ويسمح، على سبيل المثال، باختبار كميات صغيرة من الملوثات. بالإضافة إلى ذلك، فإن القطرات الصغيرة المثبتة في مكانها قد تعزز إمكانيات دراسة جزيئات مفردة مختلفة، مثل البروتينات.